每個人都能親身感受到技術(shù)進(jìn)步的加速——從喬布斯在2007年說“我們重新發(fā)明了手機(jī)”開始，短短幾年，手機(jī)就改變了每個人的生活方式，成為每個人離不開的智能助手，閱讀、娛樂、溝通、出行、購物都靠它；兩年前跟你通話所答非所問的語音機(jī)器人現(xiàn)在卻對答如流讓你越來越難分辨是真人還是機(jī)器人；一段時間沒去醫(yī)院，再一去發(fā)現(xiàn)就醫(yī)流程已經(jīng)全數(shù)字化了，藥品的分發(fā)已經(jīng)全自動化了；技術(shù)進(jìn)步正在以我們能感覺得到的速度創(chuàng)造一個新的自動化時代。我們親眼看到有些產(chǎn)品、有些職業(yè)逐漸消失，而更多的新產(chǎn)品和更多的新職業(yè)不斷出現(xiàn)。有些人可能會恐懼，但更多的人是接受和期待。

據(jù)麥肯錫的一項(xiàng)研究：大多數(shù)人對人工智能可能改善他們生活的方式持開放態(tài)度——只有 25% 的人認(rèn)為存在與人工智能相關(guān)的重大風(fēng)險。這種開放性主要是由 AI 應(yīng)用程序提供的更高的舒適度和便利性推動的。例如，75% 的消費(fèi)者表示他們對讓人工智能驅(qū)動的機(jī)器人做家務(wù)感興趣。

無論你愿意與否，智能化、自動化的進(jìn)程都在加快，它在改善人們生活的同時，也在改變每個人的日常工作活動，改變企業(yè)的生產(chǎn)力。機(jī)器人和計算機(jī)不僅能比人類更好、更廉價地完成一系列日常體力勞動，而且還能越來越多地完成認(rèn)知能力等一度被認(rèn)為難以成功自動化的活動，例如開車。

當(dāng)前設(shè)計活動的智能化和自動化水平

相比制造和業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化智能化，設(shè)計的智能化、自動化發(fā)展相對緩慢，在很多領(lǐng)域，采用CAD繪圖式的低效設(shè)計環(huán)節(jié)甚至成為整體產(chǎn)品開發(fā)或企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)能的瓶頸，眾多的設(shè)計人員甚至可能成為企業(yè)最大成本支出。企業(yè)迫切需要提升研發(fā)效率，但對于設(shè)計研發(fā)活動能否自動化，很多人要么持懷疑態(tài)度，認(rèn)為AI還遠(yuǎn)不能替代工程師的工作；要么就盲目相信，認(rèn)為存在通用的智能化設(shè)計AI，可以解決所有設(shè)計問題。

那么，設(shè)計活動到底能不能自動化呢？如果能，是全自動化還是部分自動化？

圖 2設(shè)計行業(yè)整體腦機(jī)比?

（圖片來源：范凌的《設(shè)計與人工智能報告》）

既然設(shè)計活動中有相當(dāng)?shù)谋壤梢詫?shí)現(xiàn)智能化、自動化，那么設(shè)計AI現(xiàn)在發(fā)展到什么程度了？我們分別從擁有相關(guān)技術(shù)的不同類型的行業(yè)來看看：

1）互聯(lián)網(wǎng)基因的科技公司

眾所周知那些大科技公司在AI技術(shù)上是走在前面的，那么，我們看看他們在智能設(shè)計上做了什么：

• -阿里巴巴智能設(shè)計實(shí)驗(yàn)室有個最著名的項(xiàng)目叫鹿班，可以把鹿班理解為一個人工智能設(shè)計師，從2015年雙十一開始，已經(jīng)自動為客戶設(shè)計生成了千人千面的廣告圖片幾十億張，他們還推出了馴鹿計劃，讓用戶可以訓(xùn)練自己獨(dú)特的小鹿班。

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• -京東繼鹿班之后也出了一個AI設(shè)計神器——羚瓏，現(xiàn)在的羚瓏已經(jīng)涵蓋了包括圖片處理、廣告圖設(shè)計、視頻設(shè)計、頁面設(shè)計、SNS 互動營銷以及小程序的設(shè)計等各方各面，解決商家及公司內(nèi)部關(guān)于設(shè)計、美、效果等問題，為京東節(jié)省了大量的設(shè)計成本。

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• -Meta近日宣布首創(chuàng)了一種AI系統(tǒng)，可以在沒有任何人工指導(dǎo)的情況下，高成功率地自動為兒童手繪人物和類人角色制作動畫，幾分鐘就可以實(shí)現(xiàn)從一張靜態(tài)圖到動畫的轉(zhuǎn)變。

圖 3 Meta AI （圖片來源：Meta）

• -2021年10月，字節(jié)跳動公司發(fā)表了利用單張圖片做三維重建的論文受到關(guān)注。

各大科技公司在3D自動設(shè)計方面主要聚焦3D重建方向，應(yīng)用場景聚焦自動駕駛，元宇宙等熱門方向。

從上述大科技公司的AI設(shè)計相關(guān)的實(shí)例我們可以看出，他們所作的智能化設(shè)計方向都未涉及工業(yè)領(lǐng)域、產(chǎn)品設(shè)計。分析其原因可能有：工業(yè)領(lǐng)域和產(chǎn)品設(shè)計不在他們聚焦的領(lǐng)域；工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品眾多，需求各異，無法用少量的AI算法覆蓋；人工智能技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域，需要更多的學(xué)科交叉融合，而目前看，他們沒有工業(yè)領(lǐng)域的基因。

2）工業(yè)軟件領(lǐng)域

廣義的CAD是CAD/CAE/CAPP/CAM的高度集成工具，涵蓋從設(shè)計到制造的各個階段所用的工具。CAD不針對任何產(chǎn)品，而是面向各行業(yè)有設(shè)計需求的企業(yè)，提供產(chǎn)品研發(fā)所需的底層的通用功能。技術(shù)人員可以用CAD做自己能力所及的任何產(chǎn)品的設(shè)計、仿真分析、工藝制定、CNC編程等工作。

從狹義上講，CAD指單純的計算機(jī)輔助設(shè)計，主要以計算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)。計算機(jī)圖形學(xué)核心目標(biāo)(視覺交流)可以分解為三個基本任務(wù)：表示、交互、繪制，即如何在計算機(jī)中“交互”地“表示”、“繪制”出豐富多彩的圖形、模型。簡單地說，CAD就是給用戶提供了在電腦上交互式繪圖的工具，它們解決的是繪圖問題，而不是設(shè)計問題。

有部分面向特定行業(yè)的專用CAD中嵌入了專業(yè)知識和規(guī)則，如鈑金CAD、模具CAD、管路CAD等，給特定行業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的方便性。

近幾年，各大CAD廠家都開始了CAD和CAE的融合，做仿真驅(qū)動設(shè)計，最典型的是拓?fù)鋬?yōu)化算法用于設(shè)計。這是智能輕量化設(shè)計的方法，可以解決材料優(yōu)化分布類型的設(shè)計優(yōu)化問題。

此外，很多CAD軟件都提供了編程語言和編程工具，可以用來開發(fā)智能化的設(shè)計程序。只要你是編程高手，就可以通過編寫算法做設(shè)計。但對于大多數(shù)設(shè)計工程師來說，編程是應(yīng)用難點(diǎn)。即會設(shè)計又會編程的人才極少，致使CAD中的編程工具利用率極低。低代碼編程設(shè)計平臺將是未來的方向。

PART community在線三維零部件模型庫提供國內(nèi)外廠商的零部件產(chǎn)品模型。他們沒有在模型設(shè)計生成上使用智能算法，而是加持智能AI“猜你喜歡”、模型智能比較等推薦、選型助手功能幫用戶選型。

nTopology 是目前CAD市場上比較智能化的軟件，它背后有很多算法，可以簡化用戶的建模過程，同時還可以用表格形式把多個算法串起來定義自己的設(shè)計工作流，供后續(xù)反復(fù)使用，以實(shí)現(xiàn)相同設(shè)計任務(wù)的自動化。

3）企業(yè)級設(shè)計智能化應(yīng)用

寶馬公司在其BMW VISION NEXT 100概念車中通過智能設(shè)計算法開發(fā)了汽車動態(tài)功能性外表皮和內(nèi)飾，并配合4D打印方式進(jìn)行制造，實(shí)現(xiàn)了超高性能。設(shè)計工程師們可以想象，如果這樣的動態(tài)表皮結(jié)構(gòu)用CAD來建模，難度將會是多大，又會耗費(fèi)多少時間。而用智能算法輔助設(shè)計，不僅能批量處理所有單元，并引入變化，還可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬。

圖 4 寶馬公司智能算法設(shè)計的動態(tài)表皮（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

機(jī)構(gòu)動態(tài)設(shè)計實(shí)例：在很多產(chǎn)品設(shè)計中都需要做機(jī)構(gòu)設(shè)計，理想的機(jī)構(gòu)設(shè)計方式應(yīng)該是動態(tài)的。例如機(jī)器人手臂開發(fā)中需要的連桿曲線設(shè)計，用傳統(tǒng)CAD繪圖設(shè)計的方法做連桿曲線設(shè)計比較難，動態(tài)設(shè)計更難，需要大量的繪圖工作，而通過按照規(guī)則編寫的算法輔助設(shè)計就可以免去繪圖，輕松實(shí)現(xiàn)動態(tài)設(shè)計（雙擊圖5觀看動圖）。

圖 5 智能連桿曲線設(shè)計（動圖來源：安世亞太）

圖 6 智能化隨形水路自動設(shè)計 （動圖來源：安世亞太）

圖 7挑選鞋楦vs智能化自動設(shè)計鞋楦（上圖來源：互聯(lián)網(wǎng)，下動圖來源：安世亞太）

• -設(shè)計活動中一定有可以自動化的部分

• -自動化設(shè)計算法有較強(qiáng)的任務(wù)針對性，沒有普適的AI算法可以解決所有設(shè)計問題

• -智能設(shè)計算法可以做到工程師用交互式CAD建模難以做到的事情

• -智能設(shè)計算法可以在解決同類問題時無限重復(fù)利用

• -自動化設(shè)計算法完成任務(wù)的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人